泰矽微發布國內超小封裝車規級全集成微馬達驅動TCM33x系列芯片
發布時間：2024-3-14 09:55
發布者：eechina
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來源：半導體行業觀察 汽車智能化和新域控架構催生智能執行器應用的增長 隨著汽車智能化的發展，越來越多的智能化功能被整合到汽車中，例如自動駕駛、智能導航、語音控制等。這些功能的實現需要依賴大量的傳感器和執行器，其中智能執行器扮演著重要的角色。智能執行器是一種集成了微處理器、傳感器、通信模塊等先進技術的執行器，能夠對汽車中的各種設備進行精確的控制，并且具備自診斷功能和遠程監控功能，為現代汽車工業的發展帶來了顯著的進步。 新域控架構的出現進一步推動了智能執行器的應用。新域控架構是指將汽車的各個按功能劃分的分布式控制器改為按照位置進行布置的區域控制器，不同區域之間通過高速通信總線如Ethernet 進行通訊。車身各個位置遠端的的傳感器和執行器通過簡單的總線如CAN， LIN， UART CAN 等接入區域控制器，由區域控制器集中進行信息的融合和管理；遠端節點實現單一的傳感信號處理或執行動作，要求具有基本的通訊功能和一定的本地計算能力，因為功能實現單一，方便電子和機械件的集成，進一步減小執行器的體積和重量。這種架構可以提高汽車的控制效率和智能化水平，使得汽車能夠更好地適應各種復雜的駕駛環境和駕駛需求。 在新域控架構下，智能執行器可以實現對各個控制域的精確和協同控制，例如對發動機、制動系統、轉向系統，燈光，空調，天窗等進行智能調節，從而提高汽車的性能和安全性。同時，智能執行器還可以與其他車載系統進行數據交換和協同工作，實現更加智能化的駕駛體驗。汽車智能化和新域控架構的發展促進了智能執行器的應用，為現代汽車工業的進步注入了新的動力。未來，隨著技術的不斷發展和創新，智能執行器將在汽車智能化領域發揮更加重要的作用。 新能源汽車的發展催生了更高級熱管理系統的和電子閥的應用 熱管理系統是新能源汽車中的重要組成部分，它負責控制車輛內部溫度、濕度等參數，保證車輛在各種環境下的穩定性和舒適性。電子閥和電磁閥是熱管理系統中的關鍵零部件，它們在系統中發揮著不可替代的作用。 電子閥是一種用于控制流體流動的裝置，它通過電子信號控制閥門的開關狀態，從而實現對流體流量、壓力等參數的精確控制。在新能源汽車的熱管理系統中，電子閥通常被用于控制冷卻液、制冷劑等流體的流動，以保證系統在不同工況下的穩定運行。電子閥的優點是響應速度快、控制精度高、可靠性高等。 智能執行器和集成式熱管理系統中的電子閥都會大量用到微馬達和配套的高集成度微馬達驅動芯片， 泰矽微TCM33x 系列微馬達驅動系列芯片是為滿足這兩類市場需求推出的國產化高集成度方案 產品系列 TCM33x 系列目前推出三種產品， 其中TCM330 是集成0.5A驅動能力的4相半橋的驅動芯片，主要面向智能電動風門；TCM333 是集成1A 驅動能力的4相半橋驅動芯片，主要面向功率稍大的步進電機或電磁閥的應用。TCM332 集成了3相半橋驅動， 主要應用為無刷直流電機。 TCM330和TCM333 產品主要特性： ▪️ 6V to 28V工作電壓，40V load Dump 耐壓 ▪️ 集成4路半橋驅動： · 0.5A RMS/1.6A Peak（TCM330），1A RMS/1.6A Peak（TCM333）電流能力 · 集成電荷泵滿足100% 占空比工作 · 自適應死區時間和電流上升斜率控制 · 高低邊MOSFET 防直通保護 ▪️ MCU: Arm Cortex M0， 48 MHz主頻 ▪️ 集成32 KB ECC eFlash , 4KB SRAM，512B ECC EEPROM ▪️ 10 路低壓IO 和 1 高壓IO, 支持數字和模擬功能 ▪️ 硬件同步觸發模式 14 位 1M SPS ADC ▪️ IO 口支持8路單端（包括3路差分）輸入 ▪️ 4路 12-bit 馬達控制PWM 模塊 ▪️ 1x 16-bit 通用Timer，2 個基本定時器 ▪️ 2 路帶8 bit DAC 輸出參考的比較器。 ▪️ 2 路精準電流采樣運放 ▪️ 母線電壓和相線電壓采樣ADC 通道 ▪️ 硬件數學加速引擎支持Arctan / Divider / SQRT ▪️ 支持3線或4線SPI 接口的位置傳感器 ▪️ 過壓，欠壓，短路，過載檢測功能 ▪️ 滿足LIN 2.x/SAE J2602 and ISO17987-4 協議 ▪️ 支持LIN 總線自動尋址功能 ▪️ 時鐘擴頻功能降低EMI ▪️ 國產超小封裝QFN 24 5mm*5mm ▪️ AEC-Q100 Grade1 Tamax=125 °C， Tjmax 150 典型應用如圖1，其它支持的應用，直流電機（圖2，圖3）， 繼電器和電磁閥驅動（圖4，圖5） 
圖1. 兩相步進電機
圖2. 驅動4個單向直流電機
圖3. 驅動3個雙向直流電機
圖4 4路底邊開關
圖5. 4路高邊開關 TCM332為3相半橋 1A 驅動能力的無刷直流電機驅動，支持有感/無感控制模式，主要應用為風門控制， AGS 自動格柵，電動充電蓋，座椅通風等（圖6）。
圖6 產品主要特性： ▪️ 6V to 28V工作電壓，40V load Dump 耐壓 ▪️ 集成3路半橋驅動： ▪️ 1A RMS/1.6A Peak電流能力 ▪️ 集成電荷泵滿足100% 占空比工作 ▪️ 自適應死區時間和電流上升斜率控制 ▪️ 高低邊MOSFET 防直通保護 ▪️ MCU: Arm Cortex M0， 48 MHz主頻 ▪️ 集成32 KByte ECC eFlash , 4K SRAM，512B ECC EEPROM ▪️ 10 路低壓IO 和 1 高壓IO, 支持數值和模擬功能 ▪️ 硬件同步觸發模式 14 位 1M SPS ADC用于相線和母線電壓以及電流采樣 ▪️ IO 口支持8路單端（包括3路差分）輸入ADC 功能支持模擬輸出位置傳感器 ▪️ 3路 12-bit 馬達控制PWM 模塊 ▪️ 1x 16-bit 通用Timer，2 個16位基本定時器 ▪️ 換相檢測比較器。 ▪️ 1路精準電流采樣運放 ▪️ 母線電壓和相線電壓采樣ADC 通道支持軟件模式換相檢測 ▪️ 硬件數學加速引擎支持Arctan / Divider / SQRT有效縮短算法時間 ▪️ 支持3線或4線SPI 接口的位置傳感器 ▪️ 過壓，欠壓，短路，過載檢測功能 ▪️ 滿足LIN 2.x/SAE J2602 和 ISO17987-4 協議 ▪️ 支持LIN 總線自動尋址功能 ▪️ 時鐘擴頻功能有效降低EMI ▪️ 硬件支持撬杠模式母線過壓保護 ▪️ 國產超小封裝QFN 24 5mm*5mm ▪️ AEC-Q100 Grade1 Ta max=125 °C， Tjmax 150 TCM33x 系列產品主要優勢： ▪️ 封裝小， 國產超小封裝的微馬達驅動 QFN24 5mm*5mm 封裝 ▪️ 經過認證成熟的LIN總線物理層和數據鏈路層（可以提供權威機構報告） ▪️ 支持LIN 總線自動地址分配，最多可接15個Slave ▪️ 支持硬件模式或軟件模式馬達控制算法，兼顧低速和高速控制的穩定性 ▪️ 硬件加速數學引擎加快算法的執行時間 ▪️ 可控的驅動電流斜率（圖7，藍色線MOSFET電流上升時間，軟件可調）和展頻功能有助于以簡化的外部電路滿足EMI 性能要求
圖7. MOSFET 電流斜率可控（藍色跡線） |
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